字符类型边界处增量运算符的行为

Question

我想知道 C++ 在这种情况下的表现如何：

char variable = 127;
variable++;

在这种情况下，变量现在等于 -128。但是增量运算符是否将值包装到其下限或发生溢出？

Answer 1

发生溢出并导致未定义的行为。

第 5.5 节：

如果在计算表达式期间，结果不是 数学定义或不在可表示值的范围内 对于它的类型，行为是未定义的[...]

该标准继续指出，在大多数实现中，整数溢出会被忽略。但这并不代表保证。

Answer 2

普通的char 可以是有符号或无符号的。如果最大值为 127，则必须在您的实现中对其进行签名。

对于无符号类型，“溢出”定义明确，会导致回绕。对于有符号类型，算术溢出的行为是未定义的（环绕是典型的，但不是必需的）。但这实际上不适用于这种特殊情况；相反，variable 中存储的值是实现定义的。

对于比int 更窄的类型，事情会稍微复杂一些。这个：

variable ++;

等价于：

variable = variable + 1;

+ 运算符的操作数应用了“通常的算术转换”，在这种情况下，这意味着两个操作数都被提升为int。由于int 的宽度足以容纳结果，因此没有溢出；结果为128，类型为int。当该结果存储回variable 时，它会从int 转换为char。

转换的溢出规则与“+”等算术运算的溢出规则不同。对于有符号到有符号或无符号到有符号的转换，如果值不能在目标类型中表示，则行为不是未定义的；它只是产生一个实现定义的结果。

对于使用 2 的补码表示有符号整数类型的典型实现，存储的值可能是 -128 ——但其他行为也是可能的。 （例如，实现可以使用饱和算法。）

另一种（相当模糊的）可能性是char 和int 的大小可能相同（只有当char 至少为16 位时才会发生这种情况）。这可能会产生一些有趣的效果，但我不会（现在）深入讨论。